冰蓄冷设计说明.doc

冰蓄冷设计说明1.1设计概述 冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。成都市电网分时电价表电价类别高峰平谷低谷时段700110019：00-23：00110019002300次日700蓄能空调电价/（元/KW.h）0.65060.40660.12202.2冰蓄冷系统方案设计本工程是医药厂房，冷负荷集中在电力高峰时段和电力平峰时段，电力低谷时段，电力低谷时段空调系统根本没有冷负荷，且全年供冷期内负荷极不平衡，选择常规制冷主机设备容量大，且直接制冷的结果是制冷主机高价来制冷，低价电时段闲置，造成不必要的浪费。因此为了减少中央空调白天的用电峰值，充分利用峰谷电差价，大幅度地降低空调的运行费用，同时为了提高空调品质，本工程中央空调设计采用冰蓄冷中央空调系统。蓄冰方式外板冰球（或蕊心冰球）外融冰封装冰盘管式蓄冰片冰滑落式冰浆（或冰晶）静态制冷动态制冰内融冰以上方式中使用最多的为：冰球（或蕊心冰球）和外融冰的盘管式蓄冰装置本工程采用外融冰钢制盘管冰蓄冷方式的冷源。2)、部分（分量）蓄冰模式：如图2，部分（分量）蓄冰模式是指在夜间非用电高峰时制冷设备运行，蓄存部分冷量。白天空调高峰期间一部分空调负荷（尖峰负荷）由蓄冷设备承担，另一部分则由制冷设备负担。在设计计算日（空调负荷高峰期）制冷机昼夜运行。部分蓄冷制冷机利用率高，蓄冷设备容量小，制冷机比常规空调制冷机容量小30-40%，是一种更经济有效的运行模式。根据以上分析考虑初期投资费用及机房占地，本工程冰蓄冷设计采用分量蓄冰模式。，本设计方案采用部分蓄冰模式3.4蓄冰流程选择3.4.1 蓄冰流程的选择蓄冰空调系统在运行过程中制冷机可有两种运行工况，即蓄冰工况和放冷工况。在蓄冰工况时，经制冷机冷却的低温乙二醇溶液进入蓄冰槽的蓄冰换热器内，将蓄冰槽内静止的水冷却并冻结成冰，当蓄冰过程完成时，整个蓄冰设备的水将基本完全冻结。融冰时，经板式换热器换热后的系统回流温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器，将乙二醇溶液温度降低，再送回负荷端满足空调冷负荷的需要。 乙二醇溶液系统的流程有两种：并联流程和串联流程。a、并联流程：这种流程中制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置，当最大负荷时，可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。并联流程原理如图。b、串联流程：即制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置，以一套循环泵维持系统内的流量与压力，供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控，也可实现各种工况的切换。串联系统原理如图： 并联流程在发挥制冷机与蓄冰罐的放冷能力方面均衡性较好，夜间蓄冷时只需开启功率较小的初级泵运行，蓄冷时更节能，运行灵活。串联流程系统较简单，放冷恒定，适合于较小的工程和大温差供冷系统。根据本工程的特点选择制冷主机与蓄冰槽串联流程。融冰系统的选择融冰系统分为内融冰系统与外融冰系统。内融冰系统蛇行盘管式内融冰蓄冰设备可以用于各种并、串联系统。由于其取冷水温低而稳定，往往将其用于主机上游的串联蓄冰系统。主机置于循环回路的上游，可提高主机的工作效率，仍可保证恒定的低温乙二醇出口温度，系统中水泵配置方便，水温控制效果好。主机上游的串联系统存在四种运行工况：制冷机蓄冰、蓄冰槽供冷、制冷机供冷、制冷机联合蓄冰槽共同供冷。 3.6 蓄冰空调的选型除了空调供冷外，全天的其余时间全部用于蓄冷，这样可使主机的容量减少至最小值。蓄冷比例的确定是非常重要的一个环节，在方案设计中一般先初步选择较典型的几个值（如30等），经设备初选型，根据当地有关的电力政策并计算初投资、运行费、并考虑其它因素最后选定较佳的比例值。由于仅有8h空调小时负荷超过峰值小时负荷的50，故取白天制冷主机主机选型制冷主机容量q=Q总/( T1+T2n2)=1070/12+12*0.67=54KWh 冰蓄冷系统中，冷水机组要求能分别在两种工况下运行。由于螺杆压缩机能达到较大的单级压缩比，在两种工况下运行较有利；并适合于长期连续运行，故我们决定选用日立双螺杆水冷式低温冷水机组制冷机组RCU40SCL2型一台。蓄冰罐计算蓄冰槽容量Q=n2*q*T2=0.67*54*12=434KWh3.板式换热器选型 F=Q/(Ktm) 公式中Q为总换热量；K为换热系数；tm 为对数平均温差； F=163/( 4.53.3)=5.8M2F总=F1.1(附加系数)=6.38m2选用一台PW55型，板片材质为不锈钢，换热面积6.38m2。3.6.3 水泵冰蓄冷系统中，由于乙二醇价格较高，对水泵的密封性能要求较高。一般建议采用带机械密封的水泵，可以减少漏液或几乎不漏液。水泵选型：根据流程，确定满足各种工况下的最大阻力和流量；为达到节能的目的，尽量选用多台泵。该工程采用并联流程，初级泵流量Q/Ct=100m3/h 扬程P(估算)=P主机+P蓄冷罐+P管道+P阀门 =8+2.5+2+5 =17.5(m)次级泵流量=170m3/h扬程P=P换热器+P蓄冷罐+P管道+P阀门 =10+2.5+2+10=24.5(m) 水泵选型后，还需与自控专业配合，校核各工况下的流量和阻力分配，以及三通阀的调节能力能否满足工况要求等。最后选定：初级泵2台，流量110 m3/h，扬程24m,电机11Kw次级泵2台，流量220 m3/h，扬程25m,电机22Kw空调泵2台，流量 300 m3/h，扬程34m,电机55Kw , 一用一备冷却泵2台，流量 300 m3/h，扬程34m,电机55Kw, 一用一备 本系统设计时，在系统经济、可靠、稳定运行的前提下，考虑了以下几点，以节约初期投资及运行费用a 采用主机上游的串联系统，主机上游回水先流经主机，使主机在较高的温度下运行，提高了压缩机的效率，使能耗降低。b 蓄冰装置发科（FAFCO）标准蓄冰槽。发科（FAFCO）标准蓄冰槽有以下优点在保证导热性能的同时，彻底杜绝腐蚀隐患，重量轻；采用不完全冻结式，可提供稳定的低温载冷剂，减小循环水泵的流量及相应管道的管径，降低初投资；外结冰，无内应力，使用寿命长；传热面积大，结冰融冰速